固体电解质组合物、含固体电解质的片材及全固态二次电池、以及含固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够形成厚度更均匀且离子传导性也优异的层的固体电解质组合物、使用该固体电解质组合物的含固体电解质的片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池以及它们的制造方法。固体电解质组合物包含具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、粘合剂(B)及分散介质(C)，并且，上述粘合剂(B)包含在分散介质(C)中在25℃的温度下以610000G的离心力进行了1小时的离心分离处理时沉降的第1粘合剂(B1)及不沉降的第2粘合剂(B2)，第1粘合剂(B1)的含量X和第2粘合剂(B2)的含量Y满足下述式的、固体电解质组合物、使用该固体电解质组合物的含固体电解质的片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池以及它们的制造方法，0.01≤Y/(X+Y)＜0.10。

Solid electrolyte composition, sheet containing solid electrolyte and all solid secondary battery, sheet containing solid electrolyte and manufacturing method of all solid secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解质组合物、含固体电解质的片材及全固态二次电池、以及含固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法
本专利技术涉及一种固体电解质组合物、含固体电解质的片材及全固态二次电池、以及含固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法。
技术介绍
锂离子二次电池是具有负极、正极及夹在负极与正极之间的电解质，并且，能够在2个电极之间使锂离子往复移动以进行充电和放电的蓄电池。以往，在锂离子二次电池中，作为电解质而使用有机电解液。然而，有机电解液容易产生液体泄漏，并且，由于过充电或过放电可能在电池内部发生短路而被点燃，因此需要进一步提高安全性和可靠性。在这种情况下，使用无机固体电解质来代替有机电解液的全固态二次电池受到关注。在全固态二次电池中，所有的负极、电解质及正极均由固体构成，能够大幅度改善使用了有机电解液的电池的作为课题的安全性和可靠性，并且，也能够延长寿命。而且，全固态二次电池能够设为将电极和电解质直接排列并串联配置的层叠结构。因此，与使用了有机电解液的二次电池相比，能够实现高能量密度化，且有望应用到电动汽车或大型蓄电池等中。针对这种全固态二次电池的实际应用，正在积极进行固体电解质层、正极侧或负极侧的电极活性物质层等的形成材料的研究。例如在专利文献1中，记载了在用于形成固体电解质层及电极活性物质层的各浆料中添加含有具有粒子结构的聚合物及水溶性聚合物的复合粒子粘合剂，使用该浆料来制造全固态二次电池。根据专利文献1中记载的技术，能够改善全固态二次电池的输出特性及充电和放电周期。以往技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2017/088486号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题对于全固态二次电池的高能量密度化而言，需要固体电解质层、电极活性物质层的层叠化。该层叠化通常在加压条件下进行。因此，若构成层的固体粒子之间的密合性不充分，则容易产生破裂等缺陷。为了提高构成固体电解质层及电极活性物质层的固体粒子之间的粘合性，研究了向各层的形成材料中添加由树脂构成的粘合剂。然而，粘合剂通常不具有离子传导性。因此，若添加粘合剂，则电阻提高，不易获得显示所希望的离子传导性的二次电池。并且，由于固体电解质层及电极活性物质层的形成材料中包含无机固体电解质、活性物质等固体粒子，因此在所形成的层的厚度容易产生偏差。层厚的偏差成为电池性能的偏差原因。并且，所形成的层的面积也受到限制，例如在应用于大型电池时可能导致问题。因此，本专利技术的课题在于提供一种固体电解质组合物，其含有无机固体电解质、粘合剂及分散介质，所述固体电解质组合物中，通过使用该组合物形成层而能够形成厚度更均匀的层，并且，该层显示优异的离子传导性。并且，本专利技术的课题在于提供一种能够实现更均匀的层厚，并且，显示优异的离子传导性的含固体电解质的片材、全固态二次电池用电极片、及全固态二次电池以及它们的制造方法。用于解决技术课题的手段本专利技术人等鉴于上述课题反复进行了深入研究。其结果，发现在构成全固态二次电池的固体电解质层及电极活性物质层的形成中所使用的固体电解质组合物中，作为粘合剂而加入粒子状聚合物，在组合物的分散介质中，能够通过对即使利用超速离心分离处理也不沉降而存在于上清液中的物性的聚合物(对组合物的分散介质具有溶解性或在该分散介质中处于极小粒径的微粒状态的聚合物)进行特定量组合使用来解决上述课题。基于这些见解并通过进一步反复研究，以至完成了本专利技术。即，上述课题通过以下方式得到了解决。〔1〕一种固体电解质组合物，其包含具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、粘合剂(B)及分散介质(C)，上述固体电解质组合物中，上述粘合剂(B)包含在上述分散介质(C)中在25℃的温度下以610000G的离心力进行了1小时的离心分离处理时沉降的第1粘合剂(B1)、及即使进行上述离心分离处理也不沉降的第2粘合剂(B2)，上述第1粘合剂(B1)的含量X和上述第2粘合剂(B2)的含量Y以质量基准计满足下述式。0.01≤Y/(X+Y)＜0.10〔2〕根据〔1〕所述的固体电解质组合物，其中，上述分散介质(C)为有机溶剂。〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的固体电解质组合物，其中，上述第1粘合剂(B1)为粒子状粘合剂。〔4〕根据〔1〕至〔3〕中任一项所述的固体电解质组合物，其中，构成上述粘合剂(B)的聚合物为包含具有聚环氧烷链的构成成分的聚合物。〔5〕根据〔1〕至〔4〕中任一项所述的固体电解质组合物，其中，构成上述粘合剂(B)的聚合物含有包含具有腈基的构成成分的聚合物。〔6〕根据〔1〕至〔5〕中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述分散介质(C)包含烃溶剂。〔7〕根据〔1〕至〔6〕中任一项所述的固体电解质组合物，其进一步含有活性物质(D)。〔8〕根据〔1〕至〔7〕中任一项所述的固体电解质组合物，其进一步含有导电助剂(E)。〔9〕根据〔1〕至〔8〕中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述无机固体电解质(A)为硫化物类无机固体电解质。〔10〕一种含固体电解质的片材，其使用〔1〕至〔9〕中任一项所述的固体电解质组合物而形成。〔11〕一种含固体电解质的片材，其包含具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、粘合剂(B)及溶剂(C1)，所述含固体电解质的片材中，上述粘合剂(B)包含在上述溶剂(C1)中在25℃的温度下以610000G的离心力进行了1小时的离心分离处理时沉降的第1粘合剂(B1)、及即使进行上述离心分离处理也不沉降的第2粘合剂(B2)，上述第1粘合剂(B1)的含量X和上述第2粘合剂(B2)的含量Y以质量基准计满足下述式。0.01≤Y/(X+Y)＜0.10〔12〕一种全固态二次电池用电极片，其包含〔10〕或〔11〕所述的含固体电解质的片材。〔13〕一种全固态二次电池，其包含正极活性物质层、负极活性物质层及上述正极活性物质层和上述负极活性物质层之间的固体电解质层，上述全固态二次电池中，上述正极活性物质层、上述负极活性物质层及上述固体电解质层中的至少一层由〔10〕或〔11〕所述的含固体电解质的片材构成。〔14〕一种含固体电解质的片材的制造方法，其包括将〔1〕至〔9〕中任一项所述的固体电解质组合物涂布于基材上来形成涂布膜的工序。〔15〕根据〔14〕所述的含固体电解质的片材的制造方法，其包括干燥上述涂布膜的工序。〔16〕一种全固态二次电池的制造方法，其包括〔14〕或〔15〕所述的含固体电解质的片材的制造方法。专利技术效果本专利技术的固体电解质组合物通过含有无机固体电解质、特定组成的粘合剂、分散介质，并且，用作全固态二次电池的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体电解质组合物，其包含：具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、粘合剂(B)及分散介质(C)，/n所述固体电解质组合物中，/n所述粘合剂(B)包含第1粘合剂(B1)和第2粘合剂(B2)，该第1粘合剂(B1)是在所述分散介质(C)中在25℃的温度下以610000G的离心力进行了1小时的离心分离处理时沉降的粘合剂，该第2粘合剂(B2)是即使进行所述离心分离处理也不沉降的粘合剂，/n所述第1粘合剂(B1)的含量X和所述第2粘合剂(B2)的含量Y以质量基准计满足下述式，/n0.01≤Y/(X+Y)＜0.10。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171117 JP 2017-2218431.一种固体电解质组合物，其包含：具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、粘合剂(B)及分散介质(C)，
所述固体电解质组合物中，
所述粘合剂(B)包含第1粘合剂(B1)和第2粘合剂(B2)，该第1粘合剂(B1)是在所述分散介质(C)中在25℃的温度下以610000G的离心力进行了1小时的离心分离处理时沉降的粘合剂，该第2粘合剂(B2)是即使进行所述离心分离处理也不沉降的粘合剂，
所述第1粘合剂(B1)的含量X和所述第2粘合剂(B2)的含量Y以质量基准计满足下述式，
0.01≤Y/(X+Y)＜0.10。


2.根据权利要求1所述的固体电解质组合物，其中，
所述分散介质(C)为有机溶剂。


3.根据权利要求1或2所述的固体电解质组合物，其中，
所述第1粘合剂(B1)为粒子状粘合剂。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的固体电解质组合物，其中，
构成所述粘合剂(B)的聚合物包括：包含具有聚环氧烷链的构成成分的聚合物。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的固体电解质组合物，其中，
构成所述粘合剂(B)的聚合物包括：包含具有腈基的构成成分的聚合物。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的固体电解质组合物，其中，
所述分散介质(C)包含烃溶剂。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的固体电解质组合物，其进一步含有活性物质(D)。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的固体电解质组合物，其进一步含有导电助剂(E)。


9.根据权利要求1至8...

【专利技术属性】
技术研发人员：串田阳，牧野雅臣，三村智则，望月宏显，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP